局部排風罩設計

1、2.4 接受罩某些生產(chǎn)過程或設備本身會產(chǎn)生或誘導一定的氣流運動，而這種氣流運動的方向是固定的，我們只需把排風罩設在污染氣流前方，讓其直接進入罩內排出即可，這類排風罩稱為接受罩。顧名思義，接受罩只起接受作用，污染氣流的運動是生產(chǎn)過程本身造成的，而不是由于罩口的抽吸作用造成的。圖2-10是接受罩的示意圖。接受罩的排風量取決于所接受的污染空氣量的大小，它的斷面尺寸不應小于罩口處污染氣流的尺寸。 熱源上部的熱射流接受罩接受的氣流可分為兩類：粒狀物料高速運動時所誘導的空氣流動(如砂輪機等)、熱源上部的熱射流兩類。前者影響因素較多，多由經(jīng)驗公式確定。后者可分為生產(chǎn)設備本身散發(fā)的熱煙氣（如煉鋼爐散發(fā)的高溫煙

2、氣）、高溫設備表面對流散熱時形成的熱射流。通常生產(chǎn)設備本身散發(fā)的熱煙氣由實測確定，因而我們著重分析設備表面對流散熱時形成的熱射流。 熱射流的形態(tài)如圖2-11示。熱設備將熱量通過對流散熱傳給相鄰空氣，周圍空氣受熱上升，形成熱射流。我們可以把它看成是從一個假想點源以一定角度擴散上升的氣流，根據(jù)其變化規(guī)律，可以按以下方法確定熱射流在不同高度的流量、斷面直徑等。在的范圍內，在不同高度上熱射流的流量 m3s （2-3）式中 熱源的對流散熱量，kJ/s m （2-4）式中 熱源至計算斷面的距離，m 熱源水平投影的直徑或長邊尺寸，m。對熱射流觀察發(fā)現(xiàn)，在離熱源表面處射流發(fā)生收縮(通常在以下)，在收縮斷面上流

3、速最大，隨后上升氣流逐漸緩慢擴大。近似認為熱射流收縮斷面至熱源的距離=1.33B（為熱源的水平投影面積），收縮斷面上的流量按下式計算 ms （2-5）熱源的對流散熱量 J/s （2-6）熱源的對流放熱面積，m 熱源表面與周圍空氣的溫度差，對流放熱系數(shù)，=A·t，J/m·s·式中 系數(shù)，對于水平散熱面1.7，垂直散熱面1.13， 在某一高度上熱射流的斷面直徑 m （3-7） 罩口尺寸的確定理論上只要接受罩的排風量、斷面尺寸等于罩口斷面上熱射流的流量、尺寸，污染氣流就會被全部排除。實際上由于橫向氣流的影響，放射流會發(fā)生偏轉，可能溢向室內，且接受罩的安裝高度越大，橫向氣

4、流的影響越重，因此需適當加大罩口尺寸和排風量。 熱源上部接受罩可根據(jù)安裝高度的不同分成兩大類：低懸罩()，高懸罩（）。為熱源的水平投影面積，對于垂直面取熱源頂部的射流斷面積(熱射流的起始角為50°)。 1低懸罩(時)： (I)對橫向氣流影響小的場合，排風罩口尺寸應比熱源尺寸擴大150200mm； (2)若橫向氣流影響較大，按下式確定圓形 m 矩形 m m式中 罩口直徑，m； 、罩口尺寸，m； 、熱源水平投影尺寸，m2. 高懸罩（） 高懸罩的罩口尺寸按式確定，均采用圓形，直接用表示。 熱源上部接受罩的排風量1、低懸罩 （2-8） ms收縮斷面上的熱射流流量，ms罩口的擴大面積，即罩口面

5、積減去熱射流的斷面積，m；擴大面積上空氣的吸入速度，ms。2、高懸罩 （2-9）式中 罩口斷面上熱射流流量，ms 同式（2-8）例2-1 某金屬熔化爐，爐內金屬溫度為600，周圍空氣溫度為20，散熱面為水平面，直徑m，在熱設備上方0.5m處設接受罩，計算其排風量，確定罩口尺寸。解 由于，該罩為低懸罩 J/s ms罩口斷面直徑 mm取 m/s排風量 ms2.5 外部罩外部吸氣罩是通過罩口的抽吸作用在距離吸氣口最遠的有害物散發(fā)點(即控制點)上造成適當?shù)目諝饬鲃?，從而把有害物吸入罩內，見圖2-12?？刂泣c的空氣運動速度為控制風速(也稱吸入速度)。罩口要控制擴散的有害物，需要造成必須的控制風速，為此要

6、研究罩口風量、罩口至控制點的距離與控制風速之間的變化規(guī)律。吸氣口的氣流運動規(guī)律1、點匯吸氣口根據(jù)流體力學，位于自由空間的點匯吸氣口2-13的排風量為 （2-10）式中 ，點1和點2的空氣流速，m/s； ，點1和點2至吸氣口的距離，m。吸氣口在平壁上，吸氣氣流受到限制，吸氣范圍僅半個球面，它的排風量為 （2-11） 由公式可以看出，吸氣口外某一點的空氣流速與該點至吸氣口距離的平方成反比，而且它是隨吸氣口吸氣范圍的減小而增大的，因此設計時罩口應盡量靠近有害物源，并設法減小其吸氣范圍。2、圓形或矩形吸氣口工程上應用的吸氣口都有一定的幾何形狀、一定的尺寸，它們的吸氣口外氣流運動規(guī)律和點匯吸氣口有所不同

7、。目前還很難從理論上準確解釋出各種吸氣口的流速分布，一般借助實驗測得各種吸氣口的流速分布圖，而后借助此圖推出所需排風量的計算公式。圖2-14就是通過實驗求得四周無法蘭邊和四周有法蘭邊的圓形吸氣口的速度分布圖。兩圖的實驗結果可用式(2-12)和式(2-13)表示。對于無邊的圓形或矩形(寬長比不小于1：3)吸氣口有 （2-12） 對于有邊的圓形或矩形(寬長比不小于I：3)吸氣口有 （ 2-13） 式中 吸氣口的平均流速m/s； 控制點的吸人速度，m/s； 控制點至吸氣口的距離，m； 吸氣口面積，m。式(2-12)和式(2-13)僅適用于x1.5d的場合,當x1.5d時，實際的速度衰減要比計算值大。

8、 外部吸氣罩排風量的確定1、控制風速的確定控制風速值與工藝過程和室內氣流運動情況有關，一般通過實測求得。若缺乏現(xiàn)場實測的數(shù)據(jù)，設計時可參考表2-4確定。表2-4 控制點的控制風速污染物放散情況最小控制風速舉例以輕微的速度放散到相當平靜的空氣中0.250.5槽內液體的蒸發(fā)；氣體或煙從敞口容器中外逸以較低的初速度放散到尚屬平靜的空氣中0.51.0噴漆室內噴漆；斷續(xù)的傾倒有塵屑的干物料到容器中；焊接以較大的速度放散出來，或是放散到空氣運動迅速的區(qū)域12.5在小噴漆室內用高力噴漆；快速裝袋或裝桶；往運輸機上給料以高速放散出來，或是放散到空氣運動很迅速地區(qū)域2.510磨削；重破碎；滾筒清理2、排風量的確

9、定(1)前面無障礙的自由吸氣罩圓形或矩形的吸氣口 圓形無邊 m3/s 四周有邊 m3/s （2-14） 工作臺側吸罩 四周無邊 m3/s 四周有邊 m3/s （2-15） 式中 實際排風罩的罩口面積，m。 公式(2-14)和式(2-15適用于：的場合 寬長比(b1)<13的條縫形吸氣口，其排風量按下式計算 自由懸掛無法蘭邊時 m/s （2-16）自由懸掛有法蘭邊或無法蘭邊設在工作臺上時 m/s （2-17）有法蘭邊設在工作臺上時 m/s （2-18） 式中，條縫口長度， m。 (2)前面有障礙時的外部吸氣罩排風罩如果設在工藝設備上方，出于設備的限制，氣流只能從側面流入罩內。上吸式排風罩的

10、尺寸及安裝位置按圖確定。為了避免橫向氣流的影響，要求盡可能小于或等于(罩口長邊尺寸)。前面有障礙的罩口尺寸可按下式確定 m （3-19） m （3-20）式中 ，罩口長、短邊尺寸，m、污染源長、短邊尺寸，m； 罩口距污染源的距離，m。排風量可按下式計算 m/s （3-21）排風罩口敞開面的周長，m；邊緣控制點的控制風速， m/s；安全系數(shù)，通常 以上確定外部吸氣罩排風量的計算方法稱為控制風速法。這種方法僅適用于冷過程。 例2-2有一浸漆槽槽面尺寸為 m，為排除有機溶劑蒸氣，在其上方設排風罩，罩口至槽口面m，罩的一個長邊設有固定擋板，計算排風罩排風量。解 根據(jù)表取m/s，則罩口尺寸長邊m短邊 m罩口敞開面周長 m根據(jù)公式有 m/s 設計外部吸氣罩時在結構上應注意以下問題： 1為了減少橫向氣流的影響和罩口的吸氣范圍，